專利名稱：圓柱型鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特指圓柱型鋰離子電池。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，攝像機(jī)、筆記本電腦、便攜式DVD和數(shù)碼相機(jī)等移動(dòng)設(shè)備有了越來越廣泛的應(yīng)用。圓柱型鋰離子電池作為一種綠色環(huán)保電池，具有高能量密度、高工作電壓和長使用壽命等優(yōu)點(diǎn)，因此在各種移動(dòng)設(shè)備中的應(yīng)用越來越廣泛。見圖1、2所示，現(xiàn)有的圓柱型鋰離子電池一般包括電池殼體11、具有卷繞結(jié)構(gòu)的極片組12，極片組由正極片、負(fù)極片和間隔于正極片和負(fù)極片之間的隔離膜卷繞而成，具有卷繞結(jié)構(gòu)的極片組12裝入電池殼體中并充入電解液，然后通過電池蓋帽13密封。通常，蓋帽13依靠滾槽形成的支撐平臺，通過電池殼體11卷邊實(shí)現(xiàn)連為一體及密封。因滾槽形成的支撐平臺較短且不水平，在卷邊封口過程中，由于殼口邊緣下壓會(huì)造成蓋帽13下移走位，蓋帽13中的防爆片14組件變形，因防爆片14組件變形引起的常見問題如下1.造成斷電及泄壓值波動(dòng)及變大，產(chǎn)品流入市場易出安全隱患；2.膠圈15壓縮量波動(dòng)，造成密封性變差；3.組件間隙變化，造成電阻波動(dòng)。嚴(yán)重影響了圓柱型鋰離子電池的安全性能。有鑒于此，確有必要提供一種具有良好安全性能的圓柱型鋰離子電池。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種具有良好安全性能的圓柱型鋰離子電池。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是圓柱型鋰離子電池，其包括電池殼體、收容于電池殼體內(nèi)的極片組、填充于電池殼體內(nèi)的電解液、以及密封組接于電池殼體上的蓋帽，蓋帽包括有頂蓋，頂蓋的周緣向外彎折形成折彎臺階，頂蓋的底部蓋設(shè)有防爆片，防爆片的周緣與折彎臺階的底部密封連接。作為本發(fā)明圓柱型鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述防爆片與折彎臺階之間通過激光焊接密封，連接結(jié)構(gòu)牢固，密封性好。作為本發(fā)明圓柱型鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述折彎臺階底平面的中部向上凹陷形成有環(huán)形臺階槽，防爆片的周緣設(shè)置在臺階槽中，避免了封口中防爆片受力變形，防止防爆片泄壓值變大甚至爆不開，減少燃燒和爆炸等安全問題的發(fā)生。作為本發(fā)明圓柱型鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述防爆片的直徑小于臺階槽的外徑，優(yōu)選為防爆片的直徑小于臺階槽的外徑0. 05 0. 5mm，所述臺階槽的深度小于或等于防爆片的厚度。頂蓋與防爆片的焊接接頭形成對接方式，此方式利于實(shí)現(xiàn)更小的焊接能量輸入，獲得更大的熔深即更大的焊接強(qiáng)度，而且可以減小組件的熱變形。作為本發(fā)明圓柱型鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述頂蓋的周緣與電池殼體之間通過膠圈密封固定連接，結(jié)構(gòu)牢固，氣密性好。
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作為本發(fā)明圓柱型鋰離子電池的進(jìn)一步改進(jìn)，所述膠圈包覆頂蓋的周緣，電池殼體由膠圈外表面向內(nèi)壓合將膠圈與頂蓋壓實(shí)密封，封口部分只有頂蓋、膠圈和殼體參與，頂蓋的受力點(diǎn)靠外，能落入殼體滾槽成型的水平支撐段，在殼體折邊封口實(shí)施中能保證不變形、不移動(dòng)，避免了防爆片受力變形。作為本發(fā)明圓柱型鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述折彎臺階的周緣凹陷形成有上凸下凹或上凹下凸的密封槽，在封口過程中該密封槽處為固定的最大的受力點(diǎn)，且結(jié)合面不在同一水平面上，改善結(jié)合面的密封性。作為本發(fā)明圓柱型鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述蓋帽中設(shè)有位于極片組上方的孔板，孔板上開設(shè)有至少一個(gè)氣孔，孔板以焊接方式電性連接在防爆片的底部，當(dāng)電池內(nèi)部的氣體壓力值超過預(yù)定壓力值時(shí)，氣體可以通過氣孔作用于防爆片上并將防爆片撕裂，以及時(shí)排出電池內(nèi)的氣體，防止電池起火或爆炸。本發(fā)明有益效果在于其包括電池殼體、收容于電池殼體內(nèi)的極片組、填充于電池殼體內(nèi)的電解液、以及密封組接于電池殼體上的頂蓋，頂蓋的周緣向外彎折形成折彎臺階， 頂蓋的底部蓋設(shè)有防爆片，防爆片的周緣與折彎臺階的底部密封連接，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明圓柱型鋰離子電池中，封口中只有頂蓋、膠圈和殼體參與密封連接，且頂蓋的周緣上、 下兩面設(shè)有密封臺階槽，因此避免了封口中防爆片受力變形，防止防爆片泄壓值變大甚至爆不開，減少燃燒和爆炸等安全問題的發(fā)生，改善圓柱型鋰離子電池的穩(wěn)定性、密封性、安全性能及容量空間的提升。


圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)圓柱型鋰離子電池的蓋帽的剖視示意圖。圖2為裝設(shè)有圖1所示的蓋帽的圓柱型鋰離子電池的剖視示意圖。圖3為本發(fā)明圓柱型鋰離子電池的蓋帽的剖視示意圖。圖4為裝設(shè)有圖3所示的蓋帽的本發(fā)明圓柱型鋰離子電池的剖視示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明請參閱圖3和圖4所示，本發(fā)明圓柱型鋰離子電池包括電池殼體21、收容于電池殼體21內(nèi)的極片組22、填充于電池殼體21內(nèi)的電解液(未標(biāo)注)、以及密封電池殼體21 的電池蓋帽20，蓋帽20包括有頂蓋23、防爆片M、膠圈25、孔板26。頂蓋23的周緣向外彎折形成折彎臺階231，頂蓋23的底部蓋設(shè)有防爆片對，其中，防爆片M的周緣通過激光焊接密封連接在折彎臺階231的底部。請?zhí)貏e參照圖4所示，電池蓋帽20中設(shè)有位于極片組22上方的孔板沈，孔板沈上開設(shè)有至少一個(gè)氣孔沈1，孔板沈以焊接方式電性連接在防爆片M的底部。當(dāng)電池內(nèi)部的氣體壓力值超過預(yù)定壓力值時(shí)，氣體可以通過氣孔261作用于防爆片M上并將防爆片 24撕裂，以及時(shí)排出電池內(nèi)的氣體，防止電池起火或爆炸。極片組22是由正極片、負(fù)極片和間隔于正極片和負(fù)極片之間的隔離膜卷繞而成， 極片組22的卷繞過程通過卷針(未圖示)實(shí)現(xiàn)，極片組22的具體制備過程如下正極片的制備以LiCo02作為正極活性物質(zhì)，以碳黑作為導(dǎo)電劑，以聚偏二氟作乙烯作為粘結(jié)劑，以N，N-二甲基吡咯烷酮(NMP)作為溶劑，將上述原料攪拌混合均勻形成正極漿料；將正極漿料涂布在正極集流體鋁箔的兩面，干燥后，經(jīng)軋制、切割形成預(yù)定尺寸的正極片。負(fù)極片的制備以石墨作為負(fù)極活性物質(zhì)，以聚偏二氟作乙烯作為粘結(jié)劑，以NMP 作為溶劑，將上述原料攪拌混合均勻，形成負(fù)極漿料；將負(fù)極漿料涂布在負(fù)極集流體銅箔的兩面，干燥后，經(jīng)軋制、切割形成預(yù)定尺寸的負(fù)極片。極片組22的制備將根據(jù)前述工藝制備的正極片、負(fù)極片和聚乙烯隔離膜通過卷針卷繞成極片組22。圓柱型鋰離子電池的制備將按照前述工藝制備的極片組22置于電池殼體21中， 注入電解液，并通過電池蓋帽20密封，制得本發(fā)明圓柱型鋰離子電池。以下結(jié)合圖3和圖4所示，詳細(xì)說明本發(fā)明圓柱型鋰離子電池的蓋帽20。通過在頂蓋23上折彎形成折彎臺階231，將防爆片24設(shè)置于折彎臺階231處并經(jīng)過激光焊接密封。封口中只有頂蓋23、膠圈25和殼體21參與密封連接，且頂蓋23的周緣上、下兩面設(shè)有密封臺階槽232，因此避免了封口中防爆片對受力變形，防止防爆片M泄壓值變大甚至爆不開，減少燃燒和爆炸等安全問題的發(fā)生，改善圓柱型鋰離子電池的穩(wěn)定性、 密封性、安全性能。頂蓋23可以由具有良好硬度、焊接性、耐電解液腐蝕性及加工性能的鋼或復(fù)合材料制成。例如，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，頂蓋23可以由厚度約0. 2至0. 8mm的金屬板材(如不銹鋼板材)制成。頂蓋23的折彎臺階231底平面的中部向上凹陷形成有環(huán)形臺階槽232，防爆片M 的周緣設(shè)置在臺階槽232中，臺階槽232的深度小于或等于防爆片M的厚度，臺階槽232 的直徑大于或等于防爆片M的外徑，目的是將頂蓋23與防爆片M的焊接接頭設(shè)計(jì)成對接方式，此方式利于實(shí)現(xiàn)更小的焊接能量輸入，獲得更大的熔深即更大的焊接強(qiáng)度，而且可以減小組件的熱變形。例如，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，臺階槽232的深度約等于防爆片M 的厚度，臺階槽232的直徑大于防爆片M外徑約0. 05 0. 5mm。頂蓋23的折彎臺階231的周緣處沖壓成型有上凸下凹或上凹下凸的密封槽233。 在封口過程中該密封槽233處為固定的最大的受力點(diǎn)，且結(jié)合面不在同一水平面上，改善結(jié)合面的密封性。頂蓋23的周緣與電池殼體21之間通過膠圈25密封固定連接，其中，膠圈25包覆頂蓋23的周緣，電池殼體21由膠圈25外表面向內(nèi)壓合將膠圈25與頂蓋23壓實(shí)密封。封口部分只有頂蓋23、膠圈25和殼體21參與，頂蓋23又為硬金屬材料，且頂蓋23外圈除膠圈25外無其它組件包覆，頂蓋23的受力點(diǎn)靠外，能落入殼體21滾槽成型的水平支撐段，在殼體21折邊封口實(shí)施中能保證不變形、不移動(dòng)，避免了防爆片M受力變形。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)通過氣體打壓測試，耐壓密封性大于3. OMpa不漏氣。通過1米高水泥地9次跌落后倒放24H靜置測試，不漏液。因取消了防爆片M上下兩面包覆頂蓋23的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的頂蓋23厚度降低了 30 %。根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷摹Ｒ虼?，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式
，對本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
權(quán)利要求
1.圓柱型鋰離子電池，其包括電池殼體、收容于電池殼體內(nèi)的極片組、填充于電池殼體內(nèi)的電解液、以及密封組接于電池殼體上的蓋帽，蓋帽包括有頂蓋，其特征在于所述頂蓋的周緣向外彎折形成折彎臺階，頂蓋的底部蓋設(shè)有防爆片，防爆片的周緣與折彎臺階的底部密封連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于所述防爆片與折彎臺階之間通過激光焊接密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于所述折彎臺階底平面的中部向上凹陷形成有環(huán)形臺階槽，防爆片的周緣設(shè)置在臺階槽中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于所述防爆片的直徑小于臺階槽的外徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于所述防爆片的直徑小于臺階槽的外徑0. 05 0. 5mmο
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于所述臺階槽的深度小于或等于防爆片的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于所述頂蓋的周緣與電池殼體之間通過膠圈密封固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于所述膠圈包覆頂蓋的周緣， 電池殼體由膠圈外表面向內(nèi)壓合將膠圈與頂蓋壓實(shí)密封。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于所述折彎臺階的周緣凹陷形成有上凸下凹或上凹下凸的密封槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于所述蓋帽中設(shè)有位于極片組上方的孔板，孔板上開設(shè)有至少一個(gè)氣孔，孔板以焊接方式電性連接在防爆片的底部。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特指圓柱型鋰離子電池，包括電池殼體、收容于電池殼體內(nèi)的極片組、填充于電池殼體內(nèi)的電解液、以及密封組接于電池殼體上的蓋帽，蓋帽包括有頂蓋，頂蓋的周緣向外彎折形成折彎臺階，頂蓋的底部蓋設(shè)有防爆片，防爆片的周緣與折彎臺階的底部密封連接，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明圓柱型鋰離子電池中，封口中只有頂蓋、膠圈和殼體參與密封連接，且頂蓋的周緣上、下兩面設(shè)有密封臺階槽，因此避免了封口中防爆片受力變形，防止防爆片泄壓值變大甚至爆不開，減少燃燒和爆炸等安全問題的發(fā)生，改善圓柱型鋰離子電池的穩(wěn)定性、密封性、安全性能及容量空間的提升。
文檔編號H01M10/0525GK102332601SQ20101060075
公開日2012年1月25日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者趙賓 申請人:東莞新能源電子科技有限公司, 東莞新能源科技有限公司